⑥ 图甲为明代《天工开物》中记载的古代取水灌田的工具——筒车。图乙为筒车的简化示意图，筒车以水流作动力，把低处的水提升到高处。

（1）筒车工作时把流水的能转化为水的重力势能。
（2）筒车在匀速转动的过程中，竹筒受（选填“平衡力”或“非平衡力”），当竹筒运行至高处泄水，水在力的作用下落入水槽。
（3）某筒车上均匀分布了20个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2 L，通过调整水槽的位置，竹筒中50%的水能落入水槽，当该筒车以每分钟转动5圈的速度连续工作1 h，最多可以为农田浇灌kg的水（取$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$）。

6.(1)动 (2)非平衡力 重 (3)6 000

【分析】
第（1）问：筒车工作时，流水具有动能，通过筒车将低处的水提升，消耗流水的动能，增加水的重力势能，据此判断能量转化类型。
第（2）问：物体受平衡力时运动状态不变，匀速转动的竹筒运动方向不断改变，运动状态变化，据此判断受力情况；水受重力作用，重力方向竖直向下，据此判断水下落的原因。
第（3）问：先计算单个竹筒每次装水体积，再结合转动圈数、时间计算总装水体积，最后利用密度公式计算水的质量。
【解析】
（1）筒车工作时，流水的动能带动筒车转动，将水提升到高处，使水的重力势能增加，因此是将流水的动能转化为水的重力势能。
（2）物体受平衡力时运动状态保持不变，筒车匀速转动时，竹筒的运动方向不断变化，运动状态改变，故竹筒受非平衡力；重力方向竖直向下，水在重力作用下落入水槽。
（3）①每个竹筒每次装水体积：$V_1 = 2\ \mathrm{L} × 50\% = 1\ \mathrm{L} = 1 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3$；
②每分钟装水体积：$V_{\mathrm{每分钟}} = 20 × 5 × 1 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 0.1\ \mathrm{m}^3$；
③1小时（60分钟）装水总体积：$V_{\mathrm{总}} = 0.1\ \mathrm{m}^3/\mathrm{min} × 60\ \mathrm{min} = 6\ \mathrm{m}^3$；
④水的质量：$m = \rho_{\mathrm{水}} V_{\mathrm{总}} = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 6\ \mathrm{m}^3 = 6000\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)动 (2)非平衡力 重 (3)6000
【知识点】
能量转化、力与运动、密度计算
【点评】
本题结合古代取水工具筒车考查物理知识，体现了物理与生活的联系，需要掌握能量转化、平衡力判断、密度公式应用等基础知识点，难度适中。
【难度系数】
0.3

① 在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明用质量为M和m（M＞m）的两个钢球，分别从不同的高度H和h（H＞h）由静止开始滚下，实验过程如图所示，完成以下问题。

（1）小明通过观察木块移动的距离判断钢球的动能大小，这种研究方法叫。
（2）对比甲、乙两图可知：在一定时，物体的越大，其动能越大；乙、丙两图中，不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下，到达斜面底端时速度（选填“相同”或“不相同”）。
（3）该实验中研究物体的动能是指（选填“钢球”或“木块”）的动能。若水平面绝对光滑，此实验（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（4）在图丙实验中，若木块被撞后滑出水平面上的木板，则需要重做实验。A同学建议换用同样材质且长度较长的木板，B同学建议换一块较大的木块，C同学建议降低钢球下滑的高度。你认为应当采用（选填“A”“B”或“C”）同学的建议。

1.(1)转换法 (2)质量 速度 相同 (3)钢球 不能 (4)A

【分析】
本题为探究物体动能大小影响因素的实验题，需结合实验方法、控制变量原理、实验现象逐一分析问题：
1. 问题（1）：动能大小不易直接观察，通过木块移动距离反映，属于转换法的应用；
2. 问题（2）：甲、乙两图钢球质量相同，高度不同导致速度不同，木块移动距离不同，对应动能与速度的关系；同一高度滚下的钢球，到达底端速度相同；
3. 问题（3）：实验研究的是撞击木块的钢球的动能；若水平面光滑，木块不受摩擦力会匀速运动，无法通过移动距离比较动能；
4. 问题（4）：木块滑出木板时，需保持钢球质量和速度不变，仅延长水平面长度，故选择换长木板的方案。
【解析】
（1）实验中通过木块被推动的距离来间接判断钢球动能的大小，将不易直接测量的动能转换为易观察的木块移动距离，这种研究方法叫转换法。
（2）甲、乙两图中，钢球质量相同，从不同高度滚下，到达斜面底端的速度不同，乙图中木块移动距离更大，说明在质量一定时，物体的速度越大，其动能越大；乙、丙两图中，钢球从同一高度由静止滚下，到达斜面底端时速度相同。
（3）实验中是钢球撞击木块，因此研究的是钢球的动能；若水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法通过移动距离比较动能大小，所以此实验不能达到探究目的。
（4）木块滑出木板时，需保证钢球的质量和下滑高度（即到达底端的速度）不变，仅延长水平面长度，因此应采用A同学的建议。
【答案】(1)转换法 (2)质量 速度 相同 (3)钢球 不能 (4)A
【知识点】动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】本题是初中力学探究动能影响因素的经典实验题，重点考查实验方法的应用、控制变量思想的落实及实验现象的分析，属于基础实验考点，需熟练掌握实验设计逻辑。
【难度系数】0.6